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(共39张PPT)
人教八下物理
同步精品课件
人教版八年级下册
2025年春八下物理情景教学课件嵌视频（统编2024版）
第十二章 简单机械
12.1 杠杆
第1课时 杠杆及其平衡条件
我们的周围有各种各样的机械：提升重
物的起重机，代步的自行车，计时的钟表……
现在，机械更进入了太空. 在中国空间站上工作
的机械臂可以组合使用，完成各种复杂的任务.
各种各样的机械展现了人类的智慧. 有的机械简单，有的机械复杂. 不管机械多么复杂，都可以从中找到构成它们的基本元素——杆、轮、链条等.本章我们就从最简单的机械入手，了解它们如何使日常生活和工作更简单、更有效.
第1节 杠杆
第2节 跨学科实践：制作简易杆秤
第3节 滑轮
简单机械
第4节 机械效率
目 录
新课引入
2
新知学习
3
课堂小结
4
学习目标
1
随堂练习
5
学习目标
1. 能识别出杠杆，并能准确找出支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂.
2. 会结合杠杆五要素进行杠杆力臂作图.
3. 能通过实验探究得出杠杆的平衡条件.
4. 能利用杠杆的平衡条件进行相关计算.
难点
重点
问题
观察跷跷板、羊角锤和开瓶器等机械，你认为这些机械有什么共同的特点呢
跷跷板
用羊角锤拔钉子
开瓶器
这些机械工作时都会绕着一个点转动.
新课引入
一、杠杆
一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就是一个杠杆.
定义：
杠杆是最简单的机械之一.
新知学习
方法点拨
“硬棒”和“能绕着固定点转动”是杠杆的两个关键特征. “硬”是指不考虑发生形变，是一种理想情况，杠杆是一种理想模型. 理想模型是人们分析物理问题的基础.
工人竖直向下压杆撬石头时，杆的固定点在什么位置？
思考
杠杆有什么特点呢？
杠杆的五要素
F2
O
F1
l1
l2
支点：杠杆可以绕其转动的点(O点)
动力臂：从支点O到动力F1作用线的距离(l1)
动力：使杠杆转动的力(F1)
阻力：阻碍杠杆转动的力(F2)
阻力臂：从支点O到阻力F2作用线的距离(l2)
动力和阻力的方向是否一定相同吗？两者的方向与支点的位置有何关系？
？
判断力的方向
O
阻力向下
阻力向下
动力向下
O
动力向上
核桃夹
O
压水器
O
阻力向下
动力向下
动力向下
阻力向上
当支点在两个力作用点的中间时，动力、阻力的方向相同；
当支点在两个力作用点的外侧时，动力、阻力的方向相反.
动力、阻力使杠杆向相反的方向转动.
(1)找点：确定支点.
B
F2
O
F1
A
画杠杆力臂的方法
(4)标力臂符号(用 l 表示，区分动力臂和阻力臂时注意角标)
(2)画力：确定力的作用线(用实线，箭头表示力的方向).
(3)画力臂：过支点向力的作用线作垂线，注意标垂直符号(用实线加双箭头或虚线加大括号表示)
二、杠杆力臂作图
l1
l2
F1
F2
F1
F2
l1
O
O
例 画出图中杠杆各力的力臂.
l1
l2
l2
当杠杆在动力和阻力的作用下静止时，我们就说杠杆平衡了. 在杠杆的使用中，杠杆的平衡状态是一种常见而且重要的状态. 杠杆在满足什么条件时才会平衡
？
联系玩跷跷板的情景，想一想杠杆的五要素中哪几个要素会影响杠杆的平衡？
思考
位置影响跷跷板的状态
重力影响跷跷板的状态
力的大小会影响杠杆的平衡
力臂的大小会影响杠杆的平衡
三、杠杆的平衡条件
探究杠杆的平衡条件
实 验
(1)找到影响杠杆平衡的各种因素并确定它们之间的关系.
(2)杠杆支点两侧所受的动力、阻力，以及动力臂、阻力臂都会影响杠杆的平衡，所以应该找出这四个量之间的关系.
(3)先确定一侧的两个量不变，改变另一侧的两个量，如保持左侧阻力和阻力臂不变，改变右侧的动力和动力臂；然后再保持右侧的动力和动力臂不变，改变左侧的阻力和阻力臂. 综合分析后找出动力、动力臂、阻力、阻力臂这四个量之间的关系.
【实验思路】
1. 设计方案，收集证据
调节杠杆两端的螺母，使杠杆保持水平并静止，达到平衡状态.
【实验过程】
(1)在杠杆两侧挂上不同数量的钩码并移动其位置，使杠杆重新在水平位置平衡. 这时杠杆两侧受到的作用力的大小等于各自钩码所受的重力大小.
杠杆使用前调平的方法：左高左调，右高右调(哪侧高将螺母向哪侧调)
(2)把右侧钩码对杠杆施的力记为动力F1，左侧钩码对杠杆施的力记为阻力F2；测出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂l2；把F1、F2、l1、l2的数值填入表中.
点击播放视频
次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1
0.10
1.0
0.20
0.5
(3)保持阻力F2和阻力臂l2不变，改变动力F1，相应调节动力臂l1的大小，再做几次实验，把数值填入下表.
点击播放视频
次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1
2
3
0.10
1.0
0.20
0.5
0.05
2.0
0.20
0.5
0.04
2.5
0.20
0.5
(4)保持动力F1和动力臂l1不变，改变阻力F2，相应调节阻力臂l2的大小,再做几次实验、把数值填入表中.
点击播放视频
次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1
2
3
4
5
6
0.10
1.0
0.20
0.5
0.05
2.0
0.20
0.5
0.04
2.5
0.20
0.5
0.04
2.5
0.10
1.0
0.04
2.5
0.05
2.0
0.04
2.5
0.04
2.5
【实验结论】
杠杆的平衡条件:
动力×动力臂=阻力×阻力臂
这个平衡条件就是阿基米德发现的杠杆原理.
数据表格
2. 得出结论，作出解释
或写为：F1l1=F2l2
次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1
2
3
4
5
6
0.10
1.0
0.20
0.5
0.05
2.0
0.20
0.5
0.04
2.5
0.20
0.5
0.04
2.5
0.10
1.0
0.04
2.5
0.05
2.0
0.04
2.5
0.04
2.5
(1)实验前为什么要使杠杆在水平位置平衡？
b. 为了避免杠杆自身重力对实验结果产生影响.
a. 便于确定力臂.
(2)实验过程中进行多次实验的目的是什么？
寻找普遍规律.
3. 交流合作，评估反思
杠杆的平衡条件能否描述为“动力×动力作用点到支点的距离=阻力×阻力作用点到支点的距离”？为什么？
？
分别将弹簧测力计沿竖直向下和斜向下两个角度拉. 观察杠杆平衡时，两次的拉力是否相同，并且讨论原因.
拓展
点击播放视频
弹簧测力计斜向下拉时，两次拉力不相同，因为拉力的力臂发生了改变.
不满足“动力×动力作用点到支点的距离=阻力×阻力作用点到支点的距离”，因此杠杆的平衡条件不能这样描述.
在上面的实验中，我们研究了动力和阻力位于支点两侧的情况. 仔细观察图示的杠杆，它与上面实验中研究的杠杆有什么不同
想 想 议 议
动力和阻力位于支点同侧，杠杆自重会对实验产生影响.
O
A
F
B
例 动物园内，一位物理老师利用一个小小的弹簧测力计，就测出了一头大象的质量(图甲). 测量时用一根长度为12 m的槽钢作为杠杆.如图乙所示，吊钩固定于槽钢的中点O，槽钢水平静止时，弹簧测力计示数F1为200 N. 测得l1为6 m，l2为4 cm，若不计铁笼的质量，请估算大象的质量. g取10 N/kg.
F1
F2
l1
l2
O
甲
乙
解：人通过弹簧测力计对杠杆的拉力为动力F1=200 N，动力臂l1=6 m；
不计铁笼的质量，则大象对杠杆的拉力为阻力F2，它等于大象所受的重力G，阻力臂l2=4 cm=0.04 m
根据杠杆的平衡条件F1l1 = F2l2，有
大象的质量
答：大象的质量为3 t.
计算过程中力臂的单位需要统一.
用杠杆和弹簧测力计测量一个很重物体(大象)的质量时，应使弹簧测力计拉力的力臂远大于被测物体(大象)对杠杆拉力的力臂. 如果用杠杆和弹簧测力计测量一个很轻物体的质量时，又应该怎么办
想 想 议 议
根据杠杆的平衡条件，测量一个很轻的物体的质量时，可以增大该物体到支点的距离，减小弹簧测力计到支点的距离，使物体对杠杆拉力的力臂远大于弹簧测力计拉力的力臂.
杠杆及其
平衡条件
杠杆的
五要素
支点：杠杆可以绕其____的点(O点).
动力：使杠杆转动的力(F1) .
动力臂：从支点O到____________的距离(l1).
课堂小结
定义:
一根硬棒，在力的作用下能______________，这根硬棒就是一个杠杆.
绕着固定点转动
阻力：_____杠杆转动的力(F2) .
阻力臂：从支点O到____________的距离(l2).
转动
阻碍
动力F1作用线
阻力F2作用线
杠杆的平衡：
当杠杆在动力和阻力的作用下____时，就说杠杆平衡了.
静止
杠杆
杠杆的平衡条件：_____________________________________.
动力×动力臂=阻力×阻力臂(或F1l1=F2l2)
随堂练习
1. 关于杠杆，下列说法中正确的是( )
A. 杠杆一定是一根直的硬棒
B. 杠杆的支点一定在杠杆上，且在杠杆的中间位置
C. 作用在杠杆上的动力一定与杠杆的阻力方向相反
D. 力臂可能在杠杆上也可能不在杠杆上
D
杠杆的形状是不固定的
×
支点不一定在杠杆的中间位置
×
×
当支点位于中间时，动力和阻力方向相同
力臂与力的作用线垂直，不一定在杠杆上
√
2. 如图所示，一名同学在做俯卧撑，如果把人的躯干看成一个杠杆，该杠杆的支点是___(填图中字母)点，动力是_____________________(选填“手掌对地面的压力”或“地面对手掌的支持力”)，阻力是____________.
B
地面对手掌的支持力
自身的重力
A
B
G
做俯卧撑时，身体绕着B点转动
地面对手掌的支持力使身体向上运动；人自身的重力阻碍身体向上运动
3. (2024哈尔滨改编)杆秤在我国有几千年的历史，如今中药房仍在使用. 如图所示，杆秤相当于一个_____.已测得刺五加药材质量是120 g，其中OB＝3OA，若不计杆秤自重，则秤砣的质量约为_____g，接下来要测30 g的人参片，需要将秤砣向B点的_____(选填“左”或“右”)侧移动.
左
B
O
A
右
杠杆
40
右
杆秤是一个可绕O点转动的硬棒，相当于一个杠杆，O为支点
G砣×OB＝G药×OA
m砣 g×OB＝m药 g×OA
m砣×3OA＝120 g×OA
解得m砣＝40 g
药材的质量减小，OA、m砣一定，根据F1l1=F2l2可知，应减小OB的长度，即将秤砣向B点右侧移动
4. (2024宜宾)如图是宜宾港一起重机正在吊起货物的情景，请在图中面出此时动力F1的力臂l1和阻力F2的示意图.
F1
F2
l1
5. 根据“探究杠杆平衡的条件”实验要求，完成下列各题：
(1)某同学在调节杠杆水平位置平衡时，杠杆静止时的位置如图甲所示. 此时杠杆_____(选填“是”或“不是”)处于平衡状态.
甲
(2)此时应将螺母向____(选填“左”或“右”)调节，使杠杆在水平位置平衡.
是
右
处于平衡状态
右端高，应向右调节平衡螺母
(3)如图乙所示，当在A处挂三个重为0.5 N钩码，要使杠杆平衡，在C处用弹簧秤竖直向上拉，杠杆平衡时弹簧秤上的示数为_____N.若在C处用弹簧秤斜向右上方拉，则弹簧秤的示数将_______(选填“变大”或“变小”或“不变”).
设一小格长度为L，根据杠杆平衡条件可得
3×0.5 N×4 L =F×2 L
解得F=3 N
在C处竖直向上拉时，弹簧测力计的示数为3 N.
拉力的力臂变短，阻力和阻力臂不变，所以拉力将变大
3
变大
A
C
B
乙
谢谢
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